# オープニング どうも、支部長です。今日もものづくりの視点やっていきたいと思います。 この番組は産業機械の現役エンジニアである私支部長が、ものづくりに関するトピックを独自の視点で解説する番組となっております。 いきなりですけど、皆さんは何か新しいことを考えようと思った時に、全くのゼロから何かを考えることってありますか? これってね意外と少ないというかほとんどないと思います。必ず何かを参考にするはずです。 近い事例を調べたりとか、競合の商品を調べたりとかね、とにかくベースとして参考にできるものとか考え方 そういうものはないかなぁと探すはずなんですね。 ものづくりの世界でも言わずもがなそういったことはよく行われます。 今日は参考にするという意味で、ちょっと変わったものづくりの視点を紹介します。 生き物の形を参考にするという考え方 生物模倣、バイオミメティクスというものについて紹介していきます。 # バイオミメティクスって何だ？ 今回この話をする上で元とした記事があって、それは毎月私の元に送られてきている技術士会の開始です。 技術士会に入っていると毎月開始が送られてきて、そこに結構面白い技術のあれこれが書いてあるんですね。 今月はこのバイオミメティクスについて書いてある記事があって、それがかなり面白いなと思ったので紹介させていただきます。 そもそもバイオミメティクスって何じゃろいって話なんですけど、日本語で言えば生物模倣となります。 定義としては生物の構造や機能、生産プロセスを観察分析し、そこから着想を得て新しい技術の開発やものづくりに生かす科学技術の総称ということです。 用語としては1950年にアメリカの神経生物学者のオットーシュミット氏がこのバイオミメティクスという言葉を生み出したとのことで、この概念が生まれてからは70年ほどしか経ってないという考え方ですね。 70年を長いと見るか短いと見るか、これをどう捉えるかですけど、70年になったら比較的新しい概念だと言ってもいいんじゃないかなと思います。 例えばバイオミメティクスのわかりやすい例としては身近な例で言うとマジックテープとかです。あれってオナモミノミっていう服によく着くチクチクの玉みたいなやつあるじゃん。雑草のね。 あれから着草を得てマジックテープっていうのが生まれたんで、あれもバイオミメティクスの産物なんですね。あと夏に出てくるね、鬱陶しい虫の蚊いるじゃないですか。蚊。血を吸うやつね。あいつの口の形状を参考にして痛くない注射器を生み出したとか。 あとヨーグルトの蓋ね。ヨーグルトの蓋の裏の形状ってよく見ると凹凸になってて、ヨーグルトが蓋の裏にベチャってくっつくのをなるべく少なくしようって工夫がされてるんですけど、それも元をたどるとハスの葉の表面の形状を参考にして凹凸をつけてると。それでヨーグルトを弾くような構造にしてるらしいですね。 そんな感じのものが身近なバイオミメティクスの例です。このように生物の形に着想を得て、ものづくりに生かすっていうすごい面白い考え方なんですよ。技術司会の開始では、まだ活用されてないんだけど今絶賛研究中ですよっていうバイオミメティクスの技術の話があったんで、今回はそれを紹介していきたいと思います。 # 羽根を参考にした多孔性材料 一つ目のタイトルが、多孔性材料による流体の制御ということで、なかなかタイトルはものものしいんですけど、 簡単に言うと、鳥とか虫の羽根の表面形状を参考にして、流体の制御ができないかと。そういう研究ですね。 虫とか鳥の羽根って多孔質なんですよね。多孔質っていうのはつまり、表面に小さな穴がボコボコと開いている状態ってことです。 例えるならば、スポンジみたいな形状を想像してもらえばいいかなと思います。 多孔性材料っていうのは、そんなスポンジみたいな構造をしつつも、 プニプニはしてなくて、適度な硬さを持った材料。それを多孔性材料と言います。 この材料、何が優れているかって言ったら、音響性能がいいらしいんですね。 つまり、音を通しやすいということです。 だけど、流体は通さないんですね。これまでの材料って、音を通しやすい材料っていうのは、必ず流体も 透過させてしまうっていう性質を持ってたらしいんですよ。 でも、羽根を参考にした多孔質材料っていうのは、音は通すけど流体は通さないっていうね、面白い特性を持っているわけです。 なので、その特性を利用して、騒音の低減ができないかという研究が行われています。 例えば、アルミの角柱と、 多孔質材料で作った同じサイズの角柱を並べて実験した結果、 その角柱に風を当てると、アルミの場合は渦が発生して空気が乱れてしまうけど、 多孔性材料の場合は、渦の発生がかなり小さくなったみたいです。 さらには、騒音もアルミに比べて20dB以上小さくなったらしいんですよ。 こういった流体と騒音の研究って、今までもいろいろ行われてきたわけだけど、 これまではあんまり大きな成果っていうのは得られてなかったようです。 物体の表面の粗さを変えてみたりとか、形状を頑張って変えてみたりとか、 ある意味で総当たり的にいろいろ取り組んでみたものの、なかなか成果が出ないという日々が続いてたらしいんですけど、 このバイオミュメティクスの考え方で、羽の形状を模倣することで研究が一気に済んだらしいんですね。 この研究はまだ途中で、今後この技術をどのように活かせるかというのをいろいろ実験している最中とのことです。 これもなんか面白いよね。僕もあんまり子生物のことは詳しくないんだけどさ、 鳥とか虫って当然羽ばたいて飛ぶんで、この流体を透過させずに、 しっかり空気をつかむっていうことは、効率的に飛ぶために必要な能力じゃないですか。 あとね、羽ばたくときにバサバサバサバサっと騒音を立ててしまったら、天敵に見つかったりとか、あと餌に逃げられたりするわけじゃないですか。 だから空気を捉えつつも、この音を透過させるっていうのは、ある意味こう生物的にね、なんか進化した結果でそうなっているのかなぁと思って、 これ全然僕の感想ですけど、そこに着目してものづくりに生かそうっていうね、この視点がなかなか面白いですよね。 # 昆虫を参考にした振動低減 2つ目が、高難層を持つ材料による機械振動低減ということですね。これもまたタイトルが物々しいんですけど、 高難層っていうのは硬い柔らかい層と書いて高難層です。これはね、昆虫の構造に注目した研究です。 どういうところに注目したかといえば、昆虫の振動減衰性、つまり振動を発散させる能力に注目したらしいんですね。 昆虫ってさ、過酷な環境で生きてて、基本的に奴らってさ、どっかに捕まってるわけじゃん。葉っぱとか木とかね。 そういうものってね、風でめっちゃ振動するわけね。昆虫はね、当然それに頑張ってしがみついてるわけです。 地面に落ちたらね、天敵に食べられてしまう可能性もありますからね。でも頑張ってしがみついてなきゃいけないっていう状態だとすごく都合が悪いんですね。 大半どっかに捕まって過ごしてるじゃないですか、昆虫って。なんでこうしがみつくのにエネルギーを使ってたら効率が悪いわけですね。 じゃあ昆虫の体ってどうなってるのが理想的なのかって言えば、体自体で振動を吸収したいわけですね。 イメージすればわかるんだけど、振動を吸収するのに一番手っ取り早い形状って柔らかいことなんですよ。 体がプニプニであれば外から振動を加えられてもプルプルプルプッと減衰することができるんです。 ただ柔らかいのが柔らかいのでまた問題があって、体が柔らかいと動きが鈍くなるんですね。 天敵に襲われたときにパッと動いたりとかカサカサカサっと瞬時に移動するあのトクトクの速さを出すことができないんです。 だから昆虫の体って減衰性は高くてかつ柔らかすぎない構造がベストなんですよ。 で、ちゃんとそれを実現してるんですね。 具体的には柔らかい部分とめっちゃ硬い部分っていうのが昆虫の体の中にはまだらに分布している、そういう構造になってます。 これによりですね、昆虫は振動を減衰しつつスピーディーな動きを可能としているわけですね。 研究者たちはここに目をつけて、この昆虫の構造を機械の振動低減に使えないかと考えたわけです。 実際に硬い部分と柔らかい部分を分布させた、昆虫を模擬したポリマー材料を作って、いろいろと実験して、 この剛性と減衰性を合わせ持つ材料っていうのを開発中らしいです。 これは今絶賛やってる最中らしいんですけど、この材料が例えば実現すればどんなところに使えるかっていうと、 車の座席のシートの下とか、車からの振動をドライバーになるべく伝えないようにするとかね。 そんな感じの活用もあると書いてありましたけど、これ以外でもこういう減衰材料みたいなやつっていろいろと使いようがありそうですけどね。 産業分野でもやっぱ振動っていろいろ問題になりますからね。 こんな感じで生物の形状を模擬した研究っていうのはね、今も着々と進められているんですね。 # クロージング バイオミメティクス非常に面白いですね。なんか多分いろいろこの分野で本出てると思うんで、興味ある人は買って読んでみるといいと思います。 生物の構造を参考にしようという発想ってすごい面白いんだけど、やっぱりそれより前に必要なものってやっぱり好奇心だと思うんですよね。 この生物の構造に興味を持つとか、なんでこういう形になってるんだろうとか、なんでこれができるんだろうというところに疑問を持つとか、 そういう視点がまずないと、生き物をね、ものづくりにおいて参考にしようっていう考え方になかなかたどり着かないですよね。 生き物の形状ってさ、もうすでに何千、何万、何億年とかけて洗練されてきた構造なわけだから、 それは数十年生きた人間程度が思いつく形状より優れてて当然ですよね。 生物を参考にするというよりは、学ばせていただくみたいなね。なんとなく生物の方が先輩なんじゃないかって感じだね、僕しちゃいますけど。 そういうある種のリスペクトみたいなものを持って、生き物の形とかを色々調べて学んでいくと、 良いバイオミメティクスにつながるかもしれませんね。だから、ものづくりのために生物を学ぶっていうのが結構ありな視点だと感じる今日この頃でございますというお話でした。 というわけで今回はここまでとさせていただきます。私は技術ブログ、支部長技術研究所も運営してますので、そちらの方もぜひチェックしてください。 Xの方も毎日ものづくりに関する投稿をしておりますのでよろしくお願いします。 ポッドキャスト、ものづくりのラジオの方も毎週土曜日週一で配信中です。お時間あればぜひ聞いてください。 というわけで今回はここまで。以上、支部長でした。ではでは。